Hukum Perbandingan Volume

Volume Gas Mengikuti Koefisien

Hukum perbandingan volume menyatakan bahwa gas-gas yang bereaksi, dan gas yang terbentuk, memiliki perbandingan volume berupa bilangan bulat sederhana jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Hukum ini juga dikenal sebagai hukum Gay-Lussac untuk volume penggabungan gas.

Jika semua volume gas diukur pada suhu dan tekanan yang sama, rasionya mengikuti koefisien persamaan reaksi setara. Hidrogen dan oksigen bergabung menurut rasio volume $2:1$ untuk membentuk air.

Aturan ini hanya berlaku untuk zat yang berwujud gas. Volumenya juga harus dibandingkan pada suhu dan tekanan yang sama.

Air Harus Berwujud Gas

Perhatikan persamaan pembentukan uap air.

2\mathrm{H_2(g)} + \mathrm{O_2(g)} \rightarrow 2\mathrm{H_2O(g)}

Koefisien $2:1:2$ berarti $2$ bagian volume hidrogen bereaksi dengan $1$ bagian volume oksigen menghasilkan $2$ bagian volume uap air.

V_{\mathrm{H_2}} : V_{\mathrm{O_2}} : V_{\mathrm{H_2O}} = 2:1:2

Jadi, jika semua gas diukur pada suhu dan tekanan yang sama, $200\ \mathrm{mL}$ hidrogen bereaksi dengan $100\ \mathrm{mL}$ oksigen menghasilkan $200\ \mathrm{mL}$ uap air. Jika airnya sudah mengembun menjadi cair, volume cairan tidak lagi dibaca langsung dari rasio gas ini.

Membandingkan Volume Gas dengan Tabung

Pilih reaksi berikut. Setiap tabung menunjukkan satu bagian volume gas pada suhu dan tekanan yang sama.

Meter Volume Gas

Bandingkan tinggi tabung untuk melihat koefisien reaksi sebagai rasio volume gas.

Dua bagian volume $\mathrm{H_2}$ bereaksi dengan satu bagian volume $\mathrm{O_2}$ dan menghasilkan dua bagian volume $\mathrm{H_2O(g)}$ pada suhu dan tekanan yang sama.

Rasio volume: $\mathrm{H_2:O_2:H_2O} = 2:1:2$ .
Contoh skala: $200\ \mathrm{mL}$ $\mathrm{H_2}$ bereaksi dengan $100\ \mathrm{mL}$ $\mathrm{O_2}$ .

Model di atas membandingkan volume gas pada suhu dan tekanan yang sama. Dalam kondisi ini, perbandingan volume dapat mengikuti koefisien persamaan reaksi yang setara.

Contoh Penguraian Amonia

Misalkan $600\ \mathrm{mL}$ gas amonia terurai sempurna pada suhu dan tekanan yang sama. Persamaan setaranya:

2\mathrm{NH_3(g)} \rightarrow 3\mathrm{H_2(g)} + \mathrm{N_2(g)}

Koefisien memberi rasio volume:

V_{\mathrm{NH_3}} : V_{\mathrm{H_2}} : V_{\mathrm{N_2}} = 2:3:1

Karena $2$ bagian amonia sama dengan $600\ \mathrm{mL}$ , maka $1$ bagian volume sama dengan $300\ \mathrm{mL}$ .

\begin{aligned} V_{\mathrm{H_2}} &= 3 \times 300 = 900\ \mathrm{mL} \\ V_{\mathrm{N_2}} &= 1 \times 300 = 300\ \mathrm{mL} \end{aligned}

Jadi, penguraian $600\ \mathrm{mL}$ gas amonia menghasilkan $900\ \mathrm{mL}$ gas hidrogen dan $300\ \mathrm{mL}$ gas nitrogen.

Syarat Perbandingan Volume Gas

Persamaan reaksi harus sudah setara.
Zat yang dibandingkan harus berupa gas.
Semua volume gas harus diukur pada suhu dan tekanan yang sama.
Jika produk berubah menjadi cair atau padat, volume produk itu tidak lagi dibaca langsung dari koefisien gas.

Jika salah satu syarat tidak terpenuhi, hitung dulu jumlah molnya, lalu ubah ke volume.